AT217095B - Verfahren zur Herstellung elektronischer Halbleiteranordnungen mit mindestens einer durch Schmelzverflüssigung erzeugten Legierungselektrode - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung elektronischer Halbleiteranordnungen mit mindestens einer durch Schmelzverflüssigung erzeugten
Legierungselektrode 
Es ist bekannt, zwecks metallischer Kontaktierung einer Halbleiteranordnung eine gegebenenfalls   Dotierungsstoff enthaltende Goldfolie in einen einkristallinen Siliziumgrundkörper bei einer Temperatur von zirka 8000 C unter Luftabschluss einzulegieren. Dabei werden das Gold und ein ihm benachbarter Teil   des Siliziumkörpers gelöst, so dass eine   Gold/Silizium-Schmelze   entsteht. Bei der Abkühlung wird durch Rekristallisation Silizium aus der Schmelze wieder ausgeschieden und an das ursprüngliche, nicht gelöste 
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 in den Berührungspunkten der aneinanderliegenden Flächen eingeleitet.

   Es hat sich erwiesen, dass diese Diffusion im festen Zustand sich wesentlich auf die Gleichmässigkeit der entstehenden Legierungsfront auswirkt. 



   Die Goldfolie wird zur Einlegierung auf den   Siliziumgmndkörper   gelegt und unter leichtem Anpressdruck langsam aufgeheizt. Dabei diffundieren bereits unterhalb der eutektischen Temperatur Silizium-   atome in das Gold und umgekehrt auch Goldatome in das Silizium. Wenn in einer Berührungsschicht des Siliziums der Goldgehalt ungefähr 941o (Gew. lo) erreicht, so schmilzt diese Schicht bei 3700 C. Entspre-    chend schmilzt auf der Goldseite eine Schicht   bei3700 C,   wenn in ihr der Siliziumgehalt   6%   erreicht hat. 



  In diesem Stadium befindet sich also zwischen der festen Goldfolie und dem festen Siliziumkristall eine   Gold/Silizium-Schmelze. In   dieser Schmelze lösen sich von beiden Seiten her fortlaufend weitere Mengen der beiden Legierungspartner, bis einer von beiden völlig aufgebraucht Lot. 



   Die oben erwähnte Einleitung des Legierungsvorganges durch Diffusion von Atomen im festen Zustand unterhalb der eutektischen Temperatur geht   verhältnismässig   langsam vor sich. Wird die Temperatur während des Aufheizvorganges stetig erhöht und der Bereich unterhalb des eutektischen Punktes in kurzer Zeit durchschritten, so steht für die Festkörperdiffusion nicht genügend Zeit zur Verfügung, und es ist infolgedessen möglich, dass sich die'zu Beginn des Legienmgsvorganges beim Durchschreiten der eutektischen Temperatur entstehenden Schmelzschichten nur stellenweise ausbilden und die Legierungsbildung an andem Stellen erst später einsetzt oder sogar ganz unterbleibt. Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. 



   Demgemäss betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung elektronischer Halbleiteranordnungen mit mindestens einer durch   Schmelzverflüssigung   erzeugten Legierungselektrode mit einem Metallanteil, der mit dem Halbleitermaterial ein Eutektikum   bildet. Erfmdungsgem ass wird während   des zum Einlegieren erforderlichen Aufheizvorganges die Temperatursteigerung der miteinander zu legierenden Teile bei Annäherung an die eutektische Temperatur verlangsamt. Die Temperatur kann   z. B.   dicht unterhalb des eutektischen Punktes vorübergehend konstant gehalten werden.

   Infolge dieser Massnahme kann durch Festkörperdiffusion wechselweise eine genügende Anzahl von Atomen zum Legierungspartner übertreten, so dass in einer dünnen Oberflächenschicht über die gesamte Berührungsfläche die eutektische Konzentration   schon hergestellt ist und damit der Legierungsvorgang gleichmässig über die gesamte Berührungsfläche einsetzt, sobald die eutektische Temperatur erreicht wird. Je länger diese Temperung durchgeführt wird,   

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 umso dicker und gleichmässiger wird die Schicht, welche beim   Durchschreiten der eutektischen Tempera-   tur sofort flüssig wird. 



   Bei der   grossflächigen Kontaktierung von Siliziumscheiben   mit Gold hat es sich beispielweise als vorteilhaft erwiesen, die Temperatur bei etwa 3650 C zirka eine halbe Stunde oder länger konstantzuhalten. 



   Die Erfindung kann auch bei ändern einkristallinen Halbleiteranordnungen,   z. B.   aus Germanium oder einer Intermetallischen Verbindung oder Elementen der III. und V. Gruppe der Periodischen Systems, mit Vorteil angewendet werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung elektronischer Halbleiteranordnungen mit mindestens einer durch Schmelzverflüssigung erzeugten Legierungselektrode mit einem Metallanteil, der mit dem Halbleitermaterial ein Eutektikum bildet, dadurch gekennzeichnet, dass während des zum Einlegieren erforderlichen Aufheizvorganges die Temperatursteigerung der miteinander zu legierenden Teile bei Annäherung an die eutektische Temperatur verlangsamt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der miteinander zu legierenden Teile dicht unterhalb der eutektischen Temperatur vorübergehend konstantgehalten wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einlegieren von Gold in Silizium die Temperatur dicht unterhalb 3700 C mindestens eine halbe Stunde konstantgehalten wird.